Un trampolino appare come nient'altro che semplice divertimento, ma in realtà è una serie complessa delle più basilari leggi della fisica. Saltare su e giù è un classico esempio di conservazione dell'energia, da potenziale a cinetica. Mostra anche le leggi di Hooke e la costante di primavera. Inoltre, verifica e illustra ciascuna delle tre leggi del moto di Newton.
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Energia cinetica
L'energia cinetica viene creata quando un oggetto con una certa quantità di massa si muove con una data velocità. In altre parole, tutti gli oggetti in movimento hanno energia cinetica. La formula per l'energia cinetica è la seguente: KE = (1/2) mv ^ 2, dove m è massa, e v è velocità. Quando salti su un trampolino, il tuo corpo ha energia cinetica che cambia nel tempo. Mentre salti su e giù, la tua energia cinetica aumenta e diminuisce con la tua velocità. La tua energia cinetica è massima, appena prima di colpire il trampolino durante la discesa e quando lasci la superficie del trampolino verso l'alto. La tua energia cinetica è 0 quando raggiungi l'altezza del tuo salto e inizi a scendere e quando sei sul trampolino, in procinto di spingermi verso l'alto.
Energia potenziale
Potenziali variazioni di energia insieme a energia cinetica. In qualsiasi momento, la tua energia totale è pari alla tua energia potenziale più la tua energia cinetica. L'energia potenziale è una funzione dell'altezza e l'equazione è la seguente: PE = mgh dove m è massa, g è la costante di gravità e h è l'altezza. Più sei alto, più energia potenziale hai. Quando lasci il trampolino e inizi a viaggiare verso l'alto, la tua energia cinetica diminuisce più in alto. In altre parole, rallenti. Mentre rallenti e ottieni altezza, l'energia cinetica viene trasferita in energia potenziale. Allo stesso modo, mentre cadi, la tua altezza diminuisce, il che diminuisce la tua energia potenziale. Questa diminuzione di energia esiste perché la tua energia sta cambiando dall'energia potenziale in energia cinetica. Il trasferimento di energia è un classico esempio di conservazione dell'energia, che afferma che l'energia totale è costante nel tempo.
Legge di Hooke
La legge di Hooke riguarda le molle e l'equilibrio. Un trampolino è fondamentalmente un disco elastico che è collegato a diverse molle. Quando atterrerai sul trampolino, le molle e la superficie del tappeto elastico si allungheranno a causa della forza del tuo corpo che atterra su di esso. La legge di Hooke afferma che le molle funzioneranno per tornare all'equilibrio. In altre parole, le molle si tireranno indietro contro il peso del tuo corpo mentre atterri. L'entità di questa forza è pari a quella che eserciti sul trampolino quando atterri. La legge di Hooke è riportata nella seguente equazione: F = -kx dove F è forza, k è la costante della molla e x è lo spostamento della molla.La legge di Hooke è semplicemente un'altra forma di energia potenziale. Proprio come il trampolino sta per spingerti su, la tua energia cinetica è 0 ma la tua energia potenziale è massimizzata, anche se sei ad un'altezza minima. Questo perché la tua energia potenziale è correlata alla costante di primavera e alla legge di Hooke.
Newton's Laws of Motion
Saltare su un trampolino è un modo eccellente per illustrare tutte e tre le leggi del moto di Newton. La prima legge, che afferma che un oggetto continuerà il suo movimento se non agisce da una forza esterna, è illustrata dal fatto che non salti in cielo quando salti su e che non voli attraverso il fondo di il trampolino quando scendi. La gravità e le molle del trampolino ti fanno rimbalzare. La seconda legge di Newton illustra come la vostra velocità cambia con l'equazione di base di F = ma, o forza uguale a massa moltiplicata per accelerazione. Questa semplice equazione è usata per trovare le equazioni per l'energia cinetica, in cui l'accelerazione è semplicemente la gravità. La terza legge di Newton afferma che per ogni azione c'è una reazione uguale opposta. Questo è illustrato dalla legge di Hooke. Quando le molle sono tese, mostrano una forza uguale e opposta, comprimendo in equilibrio e spingendoti in aria.
